Introduction
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Introduction
Aspects de l’histoire de la météorologie au Luxembourg Jos. A. Massard 1a, rue des Romain L-6478 Echternach E-mail: [email protected] Résumé Les premières observations météorologiques au Luxembourg ont été faites par le professeur Nicolas Bodson (1802-1871) à partir de l’hiver 1837 jusqu’en 1852. Parallèlement, le professeur P.J.J. van Kerckhof (1813-1876) a également fait des relevés, mais il n’en reste guère de traces. Le grand pionnier de la météorologie luxembourgeoise a été le professeur François Reuter (18191908) dont les observations publiées dans plusieurs ouvrages et articles ont couvert la période de 1854 à 1894. Une partie en a été publiée de façon posthume en 1917 par le professeur Guillaume Soisson (1866-1918). Le premier service météorologique officiel – ra�aché à l’administration des services agricoles – a été créé en 1907. En 1946, l’installation de l’aéroport de Luxembourg a nécessité la création d’un service météorologique spéci- fique lié à l’aéroport. En 1950 le professeur Eugène Lahr (1897-1981), observateur de la station météorologique de premier ordre de Luxembourg-Limpertsberg, a publié les résultats d’un siècle d’observations météorologiques faites au Luxembourg, un ouvrage fondamental pour la météorologie du Grand-Duché qui a été complété en 1964 par la publication d’un ouvrage de synthèse sur le temps et le climat du Luxembourg. L’« Annuaire météorologique et hydrologique » édité depuis 1949 par l’Administration des services techniques de l’agriculture reste une intarissable source de données météorologiques. Les publications du STATEC (Service central de la statistique et des études économiques) fournissent également des informations sur le climat. Abstract The first meteorological observations in Luxembourg were made by professor Nicolas Bodson (1802-1871), beginning in winter 1837 and ending in 1852. At the same time professor P.J.J. van Kerckhof (1813-1876) made records too, but unfortunately they are mostly lost. The greatest pioneer of Luxembourg meteorology was professor François Reuter (1819-1908) with observations ranging from 1854 to 1894 and published in several books and articles. His last records were published posthumously in 1917 by professor Guillaume Soisson (18661918). The first official weather service was created in 1907 and a�ached to the ‘Administration des services agricoles’ (Administration of agricultural services). In 1946, the opening of the airport of Luxembourg required the creation of a specific weather service linked to the airport. In 1950 professor Eugène Lahr (1897-1981), observer of the weather station of Luxembourg-Limpertsberg, published the results of one century of meteorological observations made in Luxembourg, a fundamental work for the meteorology of the Grand Duchy which was completed in 1964 by the publication of a comprehensive work on the weather and the climate of Luxembourg. The ‘Annuaire météorologique et hydrologique’ (Weather and hydrological directory) published since 1949 by the ‘Administration des services techniques de l’agriculture’ (Administration of the engineering departments of agriculture) remains a precious weather data source. Some of the publications of the STATEC (Service central de la statistique et des études économiques, Central service of statistics and economic surveys) also provide information on the climate. Zusammenfassung Die ersten meteorologischen Beobachtungen in Luxemburg wurden von Professor Nicolas Bodson (1802-1871) zusammengetragen (ab dem Winter 1837 bis ins Jahr 1852). Parallel hierzu machte Professor P.J.J. van Kerckhof (1813-1876) ebenfalls Aufzeichnungen, von denen jedoch nur noch einige Blä�er erhalten geblieben sind. Der große Pionier der luxemburgischen Meteorologie war Professor François Reuter (1819-1908), dessen Beobachtungen von 1854 bis 1894 reichten und ihren Niederschlag in mehreren Büchern und Artikeln fanden. Seine letzten Aufzeichnungen wurden 1917 posthum von Professor Guillaume Soisson (1866-1918) veröffentlicht. Der erste amtliche We�erdienst wurde 1907 bei der Ackerbauverwaltung (Administration des services agricoles) eingerichtet. 1946 erforderte die Inbetriebnahme des Flughafens von Luxemburg die Einrichtung eines besonderen, dem Flughafen angegliederten We�erdienstes. 1950 fasste Professor Eugène Lahr (18971981), Beobachter der We�erstation von LuxemburgLimpertsberg, die Resultate von 100 Jahren meteorologischen Beobachtungen in Luxemburg in einer für die Meteorologie des Großherzogtums grundlegenden Arbeit zusammen. Sie wurde 1964 durch die Veröffentlichung einer Synthese über das Luxemburger We�er und Klima ergänzt. Das seit 1949 durch die Verwaltung der technischen Dienste der Landwirtscha� (Administration des services techniques de l’agriculture) herausgegebene Jahrbuch (Annuaire météorologique et hydrologique) stellt eine sehr ergiebige Klima-Datenquelle dar. Die Publikationen des offiziellen statistischen Dienstes STATEC (Service central de la statistique et des études économiques) liefern ebenfalls eine Reihe von Informationen über das Klima des Landes. Les archives climatiques quantitatives de Luxembourg-ville: analyse primaire des longues séries chronologiques (1838-2003) Gilles Drogue, Lucien Hoffmann, Laurent Pfister CREBS-Cellule de Recherche en Environnement et Biotechnologies, Centre de Recherche Public – Gabriel Lippmann, 162a, Avenue de la Faïencerie, L-1511 Luxembourg, Grand-Duché de Luxembourg. Auteur correspondant: e-mail: [email protected] tél: (352) 47 02 61 404 fax: (352) 47 02 61 449 Résumé Les observations météorologiques instrumentales ont débuté au Luxembourg au cours de la première moitié du 19ème siècle. A la faveur de mesures répétitives et peu à peu normalisées, les archives climatologiques luxembourgeoises se sont étoffées au fil du temps et perme�ent aujourd’hui de retracer l’évolution des principaux paramètres météorologiques depuis plus de 150 ans. Les données brutes contenues dans ces archives climatiques demandent néanmoins un travail d’homogénéisation destiné à soustraire, autant que possible, l’effet des vicissitudes des conditions de mesure sur les observations météorologiques. L’objet de cet article est donc d’appliquer une méthodologie d’homogénéisation perme�ant de contrôler les longues séries chronologiques de précipitations, de température de l’air et de durée d’insolation enregistrées à la « station climatologique de Luxembourg-ville » pour in fine, garantir leur « exploitabilité » et entreprendre des analyses sur la variabilité climatique multi-décennale au Luxembourg. Abstract Instrumental meteorological observations were initiated in the Grand-Duchy of Luxembourg since the early 19th century. Systematic and progressive standard meteorological measurements allowed building up climatological archives, which provide today a historical perspective of the main meteorological parameters over more than 150 years. Nevertheless, it is absolutely necessary that raw data contained in these climatological archives be subject to a homogeni- zation procedure in order to remove any instrumental artefacts on the meteorological observations. The aim of this paper is therefore to apply a homogenization methodology for controlling the reliability of long-term rainfall, air temperature and sunshine duration series recorded in Luxembourg-city in order to be able to perform multi-decadal climatic variability analyses in the Grand-Duchy of Luxembourg. Zusammenfassung Meteorologische Messungen werden in Luxemburg seit Anfang des 19. Jahrhunderts durchgeführt. Durch die zunehmende Verbreitung anerkannter Messmethoden konnte das luxemburgische Klimadatenarchiv im Laufe der Zeit vergrössert werden und erlaubt heute die Analyse der Veränderungen der wichtigsten meteorologischen Parameter seit mehr als 150 Jahren. Die klimatologischen Rohdaten erfordern nicht desto weniger eine Homogenisierung um die durch die Messgeräte bedingten fehlerha�en Daten zu entfernen. Das Ziel dieser Studie ist die Anwendung einer Methode zur Homogenisierung der verfügbaren Datenreihen um die Auswertung langfristiger chronologischer Datenreihen der Niederschlagsmengen, der Lu�temperaturen und der Sonnenscheindauern, gemessen an der Klimastation Luxemburg-Stadt, zu ermöglichen, um eine Studie des Klimawandels in Luxemburg zu unternehmen. Evolution du climat et répercussions sur le fonctionnement des hydrosystèmes au Grand-Duché de Luxembourg au cours des 150 dernières années Laurent Pfister CREBS – Cellule de Recherche en Environnement et Biotechnologies, Centre de Recherche Public – Gabriel Lippmann, 162a, Ave. de la Faïencerie, L-1511 Luxembourg, Grand-Duché de Luxembourg Gilles Drogue CREBS – Cellule de Recherche en Environnement et Biotechnologies, Centre de Recherche Public – Gabriel Lippmann, 162a, Ave. de la Faïencerie, L-1511 Luxembourg, Grand-Duché de Luxembourg Christelle Poirier ANETAME Ingénierie, 21, chemin du Plateau, F-67500 Haguenau, France Lucien Hoffmann CREBS – Cellule de Recherche en Environnement et Biotechnologies, Centre de Recherche Public – Gabriel Lippmann, 162a, Ave. de la Faïencerie, L-1511 Luxembourg, Grand-Duché de Luxembourg Résumé Les débuts de l’étude scientifique du climat au GrandDuché de Luxembourg peuvent être situés au milieu du 19ème siècle, avec le démarrage systématique de relevés de diverses variables météorologiques par des professeurs de l’enseignement secondaire à Luxembourg-ville. Les premières observations hydrologiques systématiques ont démarré vers la fin du 19ème siècle sur les principaux cours d’eau luxembourgeois, comme la Sûre ou encore la Moselle. Suite aux aléas de la deuxième guerre mondiale, bon nombre des observations réalisées jusqu’au milieu des années 1940 ont été vraisemblablement perdues. Néanmoins, les quelques séries hydro-climatologiques qui existent encore aujourd’hui ont permis, combinées avec les relevés de plus en plus nombreux et précis réalisés depuis le milieu du 20ème siècle, d’étudier les grandes tendances dans le fonctionnement de nos hydrosystèmes, de même que leur sensibilité aux variations des facteurs climatiques. Il ressort de l’analyse de ces observations historiques que depuis le milieu du 20ème siècle, les précipitations hivernales ont été marquées par une forte augmentation, essentiellement sous l’impulsion d’un accroissement sensible du nombre de journées avec des circulations atmosphériques de secteur Ouest. Les hydrosystèmes ont réagi à ces changements pluviométriques par un accroissement sensible des débits maximums en période hivernale. Abstract The scientific study of the climate of the Grand-Duchy of Luxembourg started by the middle of the 19th century, when systematic observations of climatic variables first took place on a regular basis. This actually was an initiative of a few professors of secondary schools of the city of Luxembourg. The first hydrological observations started by the end of the 19th century on the main rivers of the hydrographical network of the Grand-Duchy of Luxembourg, namely the Sure and the Moselle. As a result of the second World War, many observations that had been made until the middle of the 1940s were probably lost. However, some historical hydro-climatological observation series are still available today. Their analysis, together with data issued by an ever increasing observation network during the second half of the 20th century, has allowed to study trends in the behaviour of the river systems, as well as their sensitivity to the variability of climatological variables. The analysis of those historical observation series has shown that since the middle of the 20th century, winter rainfall has been atmospheric circulations. The river systems have reacted characterised by a strong increasing trend, mainly due to to these changes in rainfall with a statistically significant a marked increase in the number of days with westerly increase of maximum daily runoff during winter. Die Anfänge der wissenscha�lichen Erfassung des Klimas im Grossherzogtum Luxemburg gehen auf die zweite Häl�e des 19ten Jahrhunderts zurück, mit der systematischen Aufzeichnung der Tageswerte verschiedener meteorologischer Parameter durch Professoren des Sekundarunterrichts in Luxemburg-Stadt. Die ersten systematischen hydrologischen Aufzeichnungen auf unseren Hauptgewässern Sauer und Mosel datieren vom Ende des 19ten Jahrhunderts. der zweiten Häl�e des 20ten Jahrhunderts in immer grösserer räumlicher und zeitlicher Auflösung erfasst werden, die Haup�endenzen im Verhalten unserer Flusssysteme, sowie deren Empfindlichkeit gegenüber der Variabilität von klimatologischen Variablen, studiert werden. Aus der Analyse dieser historischen Beobachtungsreihen ist hervorgegangen, dass seit der Mi�e des 20ten Jahrhunderts die Winterregenmengen sich durch eine starke Zunahme auszeichnen. Dies ist hauptsächlich auf den immer stärker werdenden Einfluss der Zahl an Wintertagen mit atmosphärischen Westzirkulationen zurückzuführen. Unsere Flusssysteme haben auf diese Änderungen in der zeitlichen Regenverteilung mit einer empflindlichen Zunahme der maximalen täglichen Wasserstände reagiert. Im Laufe des zweiten Weltkriegs sind viele hydrometeorologische Aufzeichnungen die bis zur Mi�e der 1940er Jahre aufgezeichnet worden waren vermutlich zerstört worden. Trotz dieser schwierigen Datenlage konnten mi�els einiger noch erhaltener Aufzeichnungen, kombiniert mit den rezenteren Daten die seit Trajectoire climatique et réponse hydrologique à l’horizon 2050: l’exemple de deux cours d’eau luxembourgeois Gilles Drogue CREBS-Cellule de Recherche en Environnement et Biotechnologies, Centre de Recherche Public – Gabriel Lippmann, 162a, Avenue de la Faïencerie, L-1511 Luxembourg, Grand-Duché de Luxembourg Lucien Hoffmann CREBS-Cellule de Recherche en Environnement et Biotechnologies, Centre de Recherche Public – Gabriel Lippmann, 162a, Avenue de la Faïencerie, L-1511 Luxembourg, Grand-Duché de Luxembourg Patrick Matgen CREBS-Cellule de Recherche en Environnement et Biotechnologies, Centre de Recherche Public – Gabriel Lippmann, 162a, Avenue de la Faïencerie, L-1511 Luxembourg, Grand-Duché de Luxembourg Laurent Pfister CREBS-Cellule de Recherche en Environnement et Biotechnologies, Centre de Recherche Public – Gabriel Lippmann, 162a, Avenue de la Faïencerie, L-1511 Luxembourg, Grand-Duché de Luxembourg Thierry Leviandier Centre d’Ecologie Végétale et d’Hydrologie, UMR-MA 102 ENGEES-ULP, 1, quai Koch, F-67070 Strasbourg cedex, France Auteur correspondant e-mail: [email protected] tél: (352) 47 02 61 404 fax: (352) 47 02 61 449 Résumé Dans le contexte d’un réchauffement climatique probablement chronique au cours des prochaines décennies, il est impératif d’éme�re des scénarios aptes à quantifier les répercussions des variations futures du climat sur nos hydrosystèmes. Cet article propose deux trajectoires possibles du climat luxembourgeois à l’horizon 2050, fondées sur deux scénarios d’émission de gaz à effet de serre du Groupe Intergouvernemental sur l’Evolution du Climat (GIEC) et marquées à des degrés divers par une océanisation hivernale (hivers doux et humides) et une dégradation xérothermique estivale (étés chauds et secs). La réponse hydrologique aux conditions climatiques futures, de deux affluents de l’Alze�e jaugés depuis plusieurs années, a été simulée à l’aide d’un modèle hydrologique de type conceptuel. Les résultats indiquent i) une stationnarité du débit moyen annuel, ii) une durée de retour plus courte pour les quantiles de crue, iii) des hautes eaux plus prononcées en hiver avec un décalage du maximum au mois de mars, iv) des basses eaux singulièrement plus creusées en été. Abstract In the context of a very likely global warming in the future decades, elaborating scenarios for quantifying the impact of climate variations on hydro-systems is of major importance. Based on two IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) emission scenarios, this paper suggests two climate scenarios for the Grand-Duchy of Luxembourg in the 2050’s, both characterized, more or less, by more humid and warmer conditions in winter, as well as drier and warmer conditions in summer. The hydrological response of two gauged Alze�e river tributaries to these future climate forcings has been simulated with a conceptual rainfall-runoff model. Outcomes of the modelling impact assessment indicate: i) no evolution for the annual mean discharge, ii) a higher winter flood hazard magnitude for a given return period, iii) more pronounced high water levels with a shi� towards a maximum in March, iv) severe low flows in summer. Zusammenfassung Im Zusammenhang einer möglichen Klimaerwärmung im Laufe der nächsten Jahrzehnte ist es unabdingbar Szenarien aufzustellen, welche die Einflüsse der kün�igen Klimaschwankungen auf Gewässer abschätzen. Diese Studie schlägt zwei mögliche Klimaszenarien für das Jahr 2050 vor, gemäss zweier Treibhausgasausstossszenarien des IPCC, die sich, mehr oder weniger, durch feuchtere und mildere Winter und wärmere und trockenere Sommer auszeichnen. Für zwei Nebenflüsse der Alze�e wurde der Impakt einer möglichen klima- tischen Veränderung mit Hilfe eines konzeptuellen hydrologischen Modells simuliert. Die Ergebnisse lassen auf i) eine Stationarität des jährlichen durchschni�lichen Abflusses, ii) eine kürzere Wiederkehrzeit bestimmter aktueller Abflussquantile, iii) höhere Spitzenabflüsse während der Wintermonate und eine Verschiebung des jährlichen Spitzenabflusses auf den Monat März und iv) eine Verringerung der Niedrigabflüsse während der Sommermonate schliessen.